EBB 106-3 - KEKUATAN BAHAN MAC APR 1990

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA Peperiksaan Semester Kedua

Sidang Akademik 89/90

MaclApril

^199O

EBB 106/3 - Kekuatan Bahan

Masa: [3

^jam]

ARAHAN KEPADA CALON

Sila pastikan bahawa kertas soalan ini mengandungi

ENAM (6)

mukasurat bercetak sebelum anda memulakan peperiksaan ini.

Kertas soalan ini mengandungi

ENAM

(6) sOalan semuanya

Sila

jawab

(5)

LIMA

soalan sahaja.

Semua jawapan mesti dimulakan pada mukasurat baru.

Semua soalan MESTILAH dijawab didalam Bahasa Malaysia.

707

...u-

Keadaan seperti yang dilunjukkan

di

rajah 1 didapati pada suatu lokasi

di

atas

suatu jasad yang tertegas. Dengan menggunakan kaedah Bulatan Mohr:

a)

^Tentukan nilai-nilai tegasan utama dan tegasan ricih maksima (

oP1, oPz, sP3 dan r

_mak)

(40

markah)

b

)

Tunjukkan kedudukan tegasan-legasan utama dan tegasan ricih maksimum

tersebut

dengan cara melukiskan gambarajah-gambarajah yang sesuai.

(30

markah)

L. --+J ---*J

1.

+

I

l l"

*'

rl tl

++

Rajah 1

c) Jika nilai v = 0.3

dan nilai E

=

^{200 GPa tentukan nilai terikan} yang ditunjukkan oleh suatu roset terikan

jika

_roset itu dipasang pada kedudukan

begini.

(Lihat rajah 2)

Banluan:

ex = (ox-uoy)/E ty -' (oy -

^uox)/E

ox = -!- (ex+u€y)

1-r2

oy = E (*y.*

^ut*)

1 -v2

(30

markah)

t= 28

^MPa

[.*--

t 52

_Mpa

t: l+--

I

Rajah2

2.

IEBB

^106/31

Sepasang roset terikan seperti yang ditunjukkan

di

raiah

3

^dipasang

di atas suatu jasad dan kemudian jasad itu ditegaskan. Bacaan berikut didapati;

Roset

arah x =

¹⁰³⁰

p

Roset

arah a =

^{920 p}

Roset

arah b =

^{-480 p}

Rajah ²

Dengan menggunakan kaedah Bulatan Mohr:

a) Tentukan nilai-nilai terikan

utama

dan terikan ricih

maksimum (eP1, ^€

P2, * P3 dan

^T mak).

(50

markah)

b

)

Tunjukkan kedudukan terikan-terikan utama

dan terikan ricih

^maksimum

berserta

bentuk

unil

infinitesimal dikedudukan tersebut dengan

cara

melukiskan gambarajah-gambarajah yang sesuai.

(30

markah)

c)

Tentukan nilai tegasan maksimum dan kedudukannya jasad

tersebut, jika

nilai E bahan 200 GPa dan nilai Gunakan bantuan daripada soalan ^1.

yang berlaku di dalam

u

bahan 0.25.

(20

markah)

109

...4/-

3.

Sebatang aci gerudi keluli padat hendak diputarkan pada halaju kitaran kerja 90

pusingan perminit.

Garispusat aci 22.0

cm. Nilai

modulus kelegaran G aci80 GPa.

a)

^{Tentukan nilai tork (beban} kilas) maksimum yang boleh dikenakan

ke

atas aci supaya nilai tegasan ricih

yang

terlibat tidak melebihi

80 MPa.

Anggap nilai tegasan ricih 80 MPa ini berada di dalam julat _kenyal dan tiada beban paksidikenakan ke atas aci.

(30

markah)

b

)

^Tentukan nilai kuasa yang diperlukan bagi memutarkan aci pada nilai

tork maksimum dan

pada halaju kitaran kerja.

(20

markah)

c

)

^{Tenlukan sudut piuh maksimum yang} mungkin berlaku bagi setiap meter panjang

didalam

soalan 3a.

(2O

markah)

d)

Jika aci di atas dikenakan beban paksi mampatan sebanyak 1.2 MN,

lentukan nilai tork maksimum yang boleh dikenakan

ke

atas aci supaya nilai tegasan ricih maksimum

lidak

melebihi

80 MPa.

Gunakan kaedah Bulatan Mohr untuk menyelesaikan soalan ini.

(30

markah)

4.

Untuk rasuk-rasuk yang dibebani seperti dalam Bajah

4,

dapatkan

a)

magnitud daya yang bertindak ke atas penatang

b

)

gambarajah daya ricih dan mornen lentur dengan memberikan

nilai-nilai

mustahak

...5t-

c)

gambarjah lengkung elastik.

i)

50

kN 100kN

1.2m 1,2m lm

lm

l. rl. rh tlr

^.t

1

2.5

ltjtfu*.

Rajah 5

Seperti

di

dalam rajah 5:

Cari persamaan lengkung elastik untuk rentang AB.

(menggunakan

kaedah

integrasi)

IEBB

^106/31

(50

markah)

(50

markah)

ii)

5.

*

a)

(50

markah) ...6t-

kNm

111

6.

b

)

Tentukan pesongan pada setiap kedudukan beban tersebut (menggunakan kaedah momen luas).

Diberikan:

d = 40mm

P = 2.5kN o = 0.7m

E =

^{200 GPa}

lg = 114

^nr4

(50

^markah)

Tentukan momen lenturan yang dibenarkan untuk rasuk komposit yang _terdiri daripada kayu

dan

keluli yang mempunyai dimensi-dimensi keratan rentas

seperti

yang ditunjukkan dalam Rajah

6.

Bahan-bahan berkenaan adalah dilekatkan supaya mereka bertindak sebagai suatu unit.

Ekel =

^2.07

x 105

^MN/m2

Ekayu =

^8.27

x 103

^MN/m2

Tegasan-tegasan lenturan yang dibenarkan

okel =

^1.38

x 102

^MN/m2

o

kayu = 8'27

^MN/m2

.

^215mm

kelul i

315un

Raiah 6

r12'

5Smn

( 1O0 markah)